Устройство для управления возбуждением генератора

О П И С А Н И Е ( 1936347ИЗОВЕИТИНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСфциапнстичвсинкреспублик(5 )М. Кл. Н 02 Р 9/30 Ъе 3 аарстваааИ кеитет Иьр ав йасин изабрвтекий и впрытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ГЕНЕРАТОРА Изобретение относится к автотракторному электрооборудованию, в частностик регуляторам напряжения, работающимв комплекте с генераторами тока, регулирующими возбуждение генератора и предназначенным дня поддержания постоянст 5ва напряжения в схеме электрооборудования автомобиля или трактора,Известен регулятор напряжения дляуправления возбуждения генератора, содер1 Ожаший регулирующий элемент, например,в виде транзистора, управляющий и измерительный органы, Указанный регуляторобладает свойством автоматического повторного включения после устранения ко 1роткого замыкания обмотки возбужденияОднако введение в схему регулятораузла защиты, фактически не участвующего в работе устройства при нормальномрежиме эксплуатации, повышает коэффициент сложности и снижает надежностьиза увеличения вероятности отказов,Кроме тога, реализация узла защиты на тиристоре, обладающего значительным разбросом и нестабильностью параметров, существенно повышает трудоемкость настройки регулятора,Наиболее. близким к предлагаемому является устройство для управлен;я возбуждением генератора, содержащее измерительный орган, выполненный в виде включенного между входными выводами делителя напряжения, одно из плеч которого зашунтировано цепочкой иэ последовательно включенных стабилитрона и выходного резистора, регулирующий транзистор, эмиттер-коллекторный переход которого включен между входным и выходным выводами и база которого связана с коллектором управляющего транзистора, эмиттер которого соединен с общей точкой стабилитрона и выходного резистора, а база связана с коллектором регулирующего транзистора, при этом коллектор регулирующего транзистора соединен с одним иэ входных выводов через шунтируюший резистор, а база управляющего транзистора соединена3 93634с другим входным выводом, соединеннымс выходным резистором через диод 2.Недостатком устройства явпяется отсутствие защиты от короткого замыканияв цепи возбуждения, что уменьшает на- здеж ность генератора.Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для управления возбуж Одением генератора введены резистор иделитель напряжения на резисторах, коппектор регунируюшего транзистора соединен с выходным выводом, эмиттер - свходным, а эмнттер управпяющего транэистора через выходной резистор соединен с общей точкой других входного и выходного выводов, при этом база управляющего транзистора соединена с коппектором регулирующего транзистора черезвведенный резистор; введенный делитепьнапряжения на резисторах вкцючен между коплекторами управляющего и регупируюшего транзисторов, а база поспеднегосоединена со средней точкой введенногоделителя напряжения,На чертеже изображена схема устройства.Устройство содержит иэмеритепьныйорган, состоящий из включенного междушинами питания (входными вВ 1 водами )резистивного депителя напряжения 1 и 2)к средней точке которого через стабипитрон 3 подклнчен выходной резистор 4,управляющий транзистор 5, эмиттер которого подключен к резистору 4 иэмеритепь- фного органа, а коннектор соединен с попо, житепьной шиной питания через резисторы6 и 7 депитепя напряжения, Регупирующийтранзистор 8, базо-эмиттерный переход40которого подкщочен параппепьно резистору 7, а коппекторно-эмиттерный переход,зашунтированный резистором 9 подкпючен к шинам питания через обмотку 10возбуждения генератора 11, выводы которой явпяются выходными выводами уст 45ройства управления, эашунтированнуюпараплепьно вкнюченными диодом 12 ипосцедоватепьной цепью иэ резистора 13и диода 14. Точка соединения резистора13 и диода 14 подключена к базе управ- оляющего транзистора 5, Шины питания регулятора подкщочены к параплельно соединенным выпрямителю 15, аккумупяторной батареи 16 и нагрузке 17.Принцип действия устройства состоит Бв спедующем.При подключении аккумупяторной батареи 16 к шинам питания схемы стабили 7 фтрон 3 закрыт, а регулирующий транзистор 8 устанавливается в открытое состояние. Объясняется это тем, что из;.аа наличия резистора 9 в цепи базы управпяюшего транзистора 5 протекает небольшой ток, вызывающий в схеме регунятора быстропротекающий регенеративныйпроцесс, вследствие которого регулирующий транзистор переходит в режим насыщения, а управляющий остается в линейном режиме, но близком к насыщению, Смомента перехода регуцируюшего транзистора в открытое состояние по обмотке10 возбуждения начинает протекать ток,ограничиваемый только ее активным сопротивпением. Напряжение, вырабатываемое генератором 11, начинает быстровозрастать, что вызывает повышение напряжения на зажимах аккумуляторной батареи 16, соединенных с шинами питаниярегулятора, При достижении регуцируемым.напряжением вепичины нескопько бопьшейноминального значения стабилитрон 3пробивается и на резисторе 4 создаетсядополнитепьное падение напряжения, подзадирающее управпяющий транзистор 5.Его концекторный ток уменьшается, чтовызывает уменьшение колпекторного тока регупируюшего транзистора 8 и соответствующее уменьшение тока базы транзистора 5, В схеме вновь возникает регенеративный процесс, вызывающий эапирание как управляющего, так и регупируюшего транзисторов. Таким образом,цосле пробоя стабилитрона ток в цепи обмотки возбуждения резко уменьшается ипринимает значение бцизкое к нупю. Напряжение, вырабатываемое генератором11, начинает понижаться и соответственно понижается напряжение на шинах питания регулятора, При уменьшении величины регулируемого напряжения ниже номинального уровня стабипитрон 3 запирается и падение напряжения на резисторе4 уменьшается, С этого момента времени в цепи базы транзистора 5 опять начинает протекать ток, обусловленный напичием резистора 9 и схема устанавпивается в состояние, при котором регупируюший транзистор открыт, а по обмоткевозбуждения протекает ток, повышающийнаправпение гейератора. Дацее процессрегулирования протекаег анапогично указанному, в результате чего среднее значение напряжения в системе эпектропита.ния поддерживается на номинапьном уровне, Следует отметить, ято минимального времени регенеративного процессапри переключении регунирующего транэистора из закрытого состояния в открытое и наиоборот можно достичь лри достаточно большом петлевом коэффициенте усиления схемы регулятора, например, лри выполнении регулирующего элемента по 5 схеме составного транзистора. Если же в схеме регулятора используются транзисторы, статические коэффициенты усиления которых не достигают достаточно больших значений, то в этом случае ускорить ре генеративный процесс можно путем лодключения параллельно резистору 13 форсирующего конденсатора., Выполнение цепи связи в виде нелинейного делителя напряжения, состоящего 15 из резистора 13 и диода 14 (налример, стабилитрона в прямом включении), позволяет обеспечить хорошую чувствительность схемы к изменениям регулируемого напряжения, Объясняется это тем, что 20 из-за нелинейности вольт-амлерной характеристики диода, коэффициент передачи указанного делителя является функцией напряжения на обмотке возбуждения. Так, .например, лри открытом регулирующем 25 транзисторе, когда напряжение на обмотке возбуждения максимально, коэффициент передачи делителя вследствие малого в этом случае дифференциального сопротивления диода мал, а когда напряжение 50 на обмотке возбуждения мало (регулирующий транзистор заперт), коэффициент передачи делителя, из-за значительного увеличения дифференциального сопротивления диода, резко возрастает. Данное обстоятельство позволяет, с одной стороны, исключить режим насыщения управляющего транзистора, когда регулирующий транзистор открыт, а с другой - повысить напряжение на базе управляющего транзистора, когда регулирующий транзистор заперт. Это позволяет уменьшить зо- . ну нечувствительности схемы и соответственно уменьшить ошибку регулирования,Защита регулирующего транзистора от короткого замыкания обмотки возбуждения осуществляется следующим образом,При коротком замыкании обмотки возбуждения база управляющего транзистора через резистор 1 3 оказывается подключенной к "-" источника питания. Поэтому независимо от того, открыт стабипитрон 3 или закрыт, управляющий транзистор мгновенно закрывается, что влечет за собой эалирвние регулирующего транзистора55 8. В рассматриваемом состоянии схема находится до тех пор, пока не устранено короткое замыкание обмотки возбуждения, После устранения короткого замыкания регулятор включается в работу автоматически,Таким образом, предлагаемое устройство последовательной цепи, шунтирующейобмотку возбуждения, к базе управляющего транзистора, эмиттер которого подключен к выходному резистору измерительного органа, а коллектор через ограничительный резистор соединен с базой регулирующего транзистора, выгодно отличается отизвестных, так как лри более простом выполнении позволяет существенно повыситьнадежность,формула изобретенияУстройство для управления возбуждением генератора, содержащее измерительный орган, вылолненный в виде включенного между входными выводами делителянапряжения, одно иэ плеч которого зашунтировано цепочкой из лоспедоватепьновключенных стабилитрона и выходного резистора, регулирующий транзистор, эмиттер-коллекторный переход которого включен между входным и выходным выводами и база которого связана с коллектором улравляюшего транзистора, эмиттеркоторого соединен с обшей точкой стаби-литрона и выходного резистора, а базасвязана с коллектором регулирующеготранзистора, при этом коллектор регулируюшего.транзистора соединен с однимиз входных выводов через шунтирующийрезистор, а база управляющего транзистора соединена с другим входным выво- .дом, соединенным с выходным резисторомчереэдиод, отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены резистор и делитель напряжения на резисторах, коллектор регулирующего транзистора соединенс выходным выводом, эмиттер - с входным; а эмиттер управляющего транзистора через выходной резистор соединен собщей точкой других входного и выходного выводов, при этом база управляющего транзистора соединена с коллекто.ром регулирующего транзистора черезвведенный резистор, введенный делительнапряжения на резисторах включен между коллекторами улравляюшего и регулирующего транзисторов, а база лоследнего соединена со средней точкой введенного делителя напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР